DE2114489A1

DE2114489A1 - Selbstschmierende Lageranordnung

Info

Publication number: DE2114489A1
Application number: DE19712114489
Authority: DE
Inventors: Howard N Monroeville Pa Kaufman (V St A)
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: CBS Corp
Priority date: 1970-03-25
Filing date: 1971-03-25
Publication date: 1971-10-14
Also published as: JPS5125532B1; SE371272B; GB1337648A; ES389082A1; FR2085070A5

Description

NTANWALT

. ing. B.

89 AUOSBUKG

SSUiVOX₁ ·1*Τ«

W. 516

Augsburg, den 2k. März 1971

Westinghouse Electric Corporation, Westinghouse Building, Gateway Center, Pittsburgh, Allegheny County, Pennsylvania 15 222, V.St. A₀

Selbstschmierende Lageranordnung

Die Erfindung betrifft eine selbstschmierende Lageranordnung mit einem Lagerkörρer, in welchem mindestens ein ölkanal gebildet ist, ferner mit einer drehbaren ölmitnehmertrommel, welche eine Mantelwand aufweist und an einer Stirnseite im wesentlichen offen ist, und mit einer . ölübertragungsvorrichtung, welche mindestens ein ölaufnahme-

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ι ■

element zum Aufnehmen von öl aus der ölmitnehmertrommel und eine Ölleitung zur Weiterleitung des Öls von diesem ölaufnahmeelement zu dem genannten ülkanal aufweist.

Die Verwendung von drehbaren ölmitnehmertrommeln in Kombination mit das öl von diesen Trommeln jeweils abnehmenden und verteilenden Vorrichtungen bei selbstschmierenden Lagern ist bekannt. Eine bestimmte Art solcher Einrichtungen findet man beispielsweise bei großen Industrieventilatoren, welche mit sehr großen Drehzahlen laufen und manchmal extremen Temperaturen ausgesetzt sind, so daß bei ihnen die Anforderungen an die Schmierung besonders groß sind. Es hat sich gezeigt, daß beim Betrieb von bekannten selbstschmierenden Lagern bei großen Drehzahlen und/oder hohen Temperaturen das gepumpte öl dazu neigt, Blasen zu bilden und sich mit Luft anzureichern, was einer guten Lagerschmierung entgegensteht.

Ψ Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, bei einer selbstschmierenden Lageranordnung der genannten Art eine unter allen Betriebszuständen ausreichende Schmierung sicherzustellen.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst,

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das ölaufnähmeelement von seinem ölabgabeende zu seinem ölaufnahmeende hin entgegen der Drehrichtung der ölmitnehmertrommel gekrümmt ausgebildet ist, daß ferner das löffel-, schaufel-, rohr- oder schippenartige ölaufnahmeende im wesentlichen tangential nahe bei der Innenumfangsfläche der Ölmitnehmertrommel-Mantelwand angeordnet ist, und daß das ölabgabeende im wesentlichen tangential zur Bodenwand der genannten Ölleitung verläuft.

Bei einer solchen Anordnung nach der Erfindung, bei welcher jedes ölaufnahmeelement derart bogenförmig ausgebildet ist, daß sein Aufnahmeende im wesentlichen tangential nahe bei der Innenumfangsfläche der Ölmitnehmertrommel-Mantelwand angeordnet ist, während sein ölabgabeende in wesentlichen tangential zur Bodenwandung der genannten Ölleitung verläuft, wird von der ölmitnehmertrommel wirksam öl abgeschöpft bzw. abgestreift und derart sanft auf die Bodenwandung der genannten Ölleitung geführt, daß keine Turbulenz oder Rührwirkung auftritt, welche eine Luftanreicherung des Öles hervorrufen könnte.

Der innerhalb der olmitnehmertromme1 gelegene Teil der genannten Ölleitung erstreckt sich vorzugsweise quer von nahe der einen Seite der Ölmitnehmertrommel-Mantelwand

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bis nahe zu deren anderer Seite„ Eine Ölleitung dieser Breite hat den Vorteil, daß das von der Innehumfangsfläche der Ölmitnehmertrommel-Mantelwand tropfende öl, solange sich die ölmitnehmertrommel jeweils verhältnismäßig langsam dreht, aufgefangen und dem Lager zugeführt wird.

Ferner kann gemäß der Erfindung der ölmitnehmertrommel ein ölabstreifer zugeordnet sein, welcher öl von der Außenumfangsfläche der Mitnehmertrommel-Mantelwand abstreift und dieses abgestreifte Öl in die genannte Ölleitung leitet.

Jedes dieser beiden letztgenannten Merkmale verhindert, daß das Lager während bestimmter Betriebsperioden, beispielsweise während des Anlaufes, trocken läuft, wenn die von dem genannten ölaufnahmeelement aus der ölmitnehmertrommel entnommene ölmenge nur gering ist, so auch dann die erforderliche Schmierung sichergestellt ist.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Pig.l einen schematischen Axial

schnitt einer selbstschmierenden

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Lageranordnung nach der Erfindung,

Fig. 2 eine schematische Ansicht einer

ölübertragungsvorrichtung der in Pig. I dargestellten Lageranordnung,

Fig. 3 eine schematische Seitenansicht

der in Fig. 2 dargestellten ölübertragungsvorrichtung,

Fig. 4 einen schematischen Teilschnitt

längs der Ebene IV-IV in Fig. 3,

Fig. 5 einen schematischen Axialschnitt

eines weiteren Ausführungsbeispieles einer selbstschmierenden Lageranordnung nach der Erfindung, ähnlich wie Fig. 1,

Fig. 6 eine der Fig. 2 ähnliche Ansicht

einer ^übertragungseinrichtung der in Fig. 5 dargestellten

_ κ _.
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Lageranordnung, welche zusätzlich einen ölabstreifer aufweist,

Fig. 7 eine schematische Draufsicht

auf die in Fig. 6 dargestellte

■ψ

Vorrichtung, und

. Fig. 8 eine schematische Seitenansicht

der einen ölabstreifer aufweisenden Ölübertragungsvorrichtung, ähnlich Fig. 3.

Die in Fig. 1 dargestellte selbstschmierende Lageranordnung weist ein Gehäuse 10, einen in diesem befestigten Lagerkörper 13 und eine in diesem Lagerkörper untergebrachte Lagerbuchse 14 auf, in welch letzterer eine Welle 12 drehbar gelagert ist. Der untere Teil des ψ Gehäuses 10 bildet einen ölsumpf 11, welcher normalerweise, d.h. wenn die Lageranordnung in Betrieb ist, ein Schmierölbad beinhaltet, durch welche eine ölmitnehmertrommel hindurchläuft, welche im wesentlichen aus einer auf der Welle 12 befestigten Nabe 21 und einer rinnenartigen, an dieser Nabe 21 befestigten Trommel 20 besteht. Die Trommel 20 weist eine Seitenwand 2*1 und eine Mantel-

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wand 22 mit einem Planschteil 23 auf und ist, mit Ausnahme des Planschteiles 23, an ihrer der Seitenwand 24 gegenüberliegenden Stirnseite offen. Beim Drehen der Welle 12 ^N und demzufolge auch der ölmitnehmertrommel läuft die Trommel 28 durch das Schmierölbad und nimmt von diesem öl auf, welches es nach oben zu einer ölübertragungsvorrichtung 35 trägt, welch letztere sich von der offenen Stirnseite her in die Trommel 20 hineinerstreckt und von dieser öl abschöpft bzw. abstreift und dieses öl zu ölkanälen 16 und 17 leitet, welche in dem Lagerkörper gebildet sind und zu den Lagerflächen der Lagerbuchse führen. Von den Lagerflächen tropft das öl dann wieder zurück in den Sumpf 11, von welchem es von der ölmitnehmertrommel wieder zu der ölübertragungsvorrichtung mitgenommen wird. Dieser ölfluß hält ununterbrochen so lange an, wie die Welle 12 sich zusammen mit der ölmitnehmertrommel dreht. Diese bis hier beschriebenen Teile der in Fig. 1 dargestellten Lageranordnung sind an sich bereits aus der US-PS 3 476 452 bekannt und das gemäß der Erfindung Neue ist Gegenstand der folgenden Beschreibung,

Zunächst wird auf die in den Pig. I bis 4 dargestellte Ausführungsform Bezug genommen, bei welcher die ölübertragungsvorrichtung eine Ölleitung 31, 40, 4l und ölauf-

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nahmeelemente 25, 2β aufweist. Die Ölleitung ist mit Seitenwänden 40 und 41 sowie mit einer Bodenwand 31 versehen, welch letztere von einem gekrümmten ölaufnahmeende schräg nach unten zu den ölkanälen 16, 17 des Lagerkörpers führt. Am ölaufnahmeende der Ölleitung sind die ölaufnahmeelemente 25 und 26 angeordnet, von welchen sich jedes nach oben bis nahe zu der Innenumfangsfläche der Mantelwand 22 der ölmitnehmertrommel 20 erstreckt und jeweils

" ein oberes löffel-, schaufel-, rohr- oder schippenartiges Aufnahmeende 27 bzw. 28 aufweist, das jeweils im wesentlichen tangential zur Innenumfangsfläche der Trommelwand 22 verläuft, während die tiefer gelegenen ölabgabeenden 29 bzw. 30 dieser ölaufnahmeelemente 25,· 26 im wesentlichen tangential zur Bodenwand 31 der Ölleitung verlaufen. Die Anzahl der ölaufnahmeelemente hängt selbstverständlich davon ab, ob die Welle 12 sich jeweils nur in einer Drehrichtung dreht, in welchem Falle nur ein einziges ölaufnahmeelement erforderlich ist, oder ob sie sich in beiden Drehrichtungen drehen kann, in welchem Falle mindestens zwei ölaufnahmeelemente erforderlich sind, wie dies in den Zeichnungen dargestellt ist. Unabhängig davon, welche Anzahl von ölaufnahmeelement en Verxiendung findet, ist jedes ölaufnahmeelement 25, 26 entgegen der Drehrichtung , der ölmitnehmertrommel, für welche das betreffende ölaufnähme-

t ·

·, BADORIGiNAL

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element jeweils wirksam ist, nach oben hin bogenförmig ausgebildet. Demgemäß ist mit Bezug auf Fig. 2 das ölaufnahmeelement 25 von unten nach oben im Uhrzeigersinn gekrümmt ausgebildet, so daß dieses ölaufnahmeelernent bei einer Drehung der ölmitnehmertrommel im Gegenuhrzeigersinn wirksam ist, während die Krümmung des ölaufnahmeelementes 26 von unten nach oben im Gegenuhrzeigersinn verläuft, so daß dieses ölaufnahmeelement 26 bei einer Drehung der ölmitnehmertrommel im Uhrzeigersinn wirksam ist. Vorzugsweise ist jedes ölaufnahmeelement unter einem konstanten Radius bogenförmig ausgebildet und es beschreibt etwa einen Viertelskreis. Außerdem haben die ölaufnahmeelemente in der aus den Fig. 3 und 4 ersichtlichen Weise jeweils die Form einer im Querschnitt umgekehrt U-förmigen Rinne und sie weisen an ihrem Aufnahmeende eine Messerkante 27 (Fig. 4) auf.

Die Fig. 1 und 2 zeigen, daß die Bodenfläche 31 der Ölleitung an ihrem Aufnahmeende vorzugsweise unter einem konstanten Radius fließend bzw. glatt nach oben verläuft, so daß die Abgabeenden der ölaufnahmeelemente 25, 26 im wesentlichen tangential zur Bodenfläche 31 auslaufen, wie dies bei 36 in Fig. 3 schematisch dargestellt ist. Durch eine solche Anordnung wird das entweder von dem

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ölaufnahmeelement 25 oder von dem ölaufnahmeelement 26 jeweils von der ölmitnehmertrommel abgenommene öl sanft auf die Bodenfläche 31 der Ölleitung 31» ^O, 4l abgegeben, durch welche es dann hindurchfließt, ohne daß eine'unerwünschte Turbulenz und Rührwirkung auftritt, welche eine Blasenbildung und Luftanreicherung-'und eine dadurch bedingte Beeinträchtigung der Schmierfähigkeit dieses Öls zur Folge haben könnte, wie dies bei bekannten ölübertragungsvor-" richtungen der Fall ist.

Wie am besten aus Fig. 2 ersichtlich ist, weist der sich in die Trommel 20 hineinerstreckende Teil der Ölleitung 31» ^0, kl eine maximale Breite auf, indem die oberen Ränder ihrer Seitenwände 40 und kl sich nahe der Ausgangspunkte einer gedachten Sehne des Kreises befinden, welcher von der ölmitnehmerpumpe beschrieben wird. Mit anderen Worten, die Ölleitung erstreckt sich innerhalb der ölmitnehmerpumpe quer fast von der einen Seite der Trommelmantelwand 22 bis zu deren anderen Seite, was den Vorteil ergibt, daß zu allen Zeiten, beispielsweise jeweils während des Anlaufens, wenn sich die ölmitnehmertrommel nur langsam dreht und von der Innenumfangsfläche der Mantelwand 22 der Trommel 20 aus dem Sumpf 11 öl rnitge-

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nominen wird, der bereits vor Erreichen des betreffenden ölaufnahmeelementes 25 oder 26 abtropfende ölteil von der breiten Ölleitung aufgefangen und dem Lager zugeführt wird, so daß verhindert wird, daß das Lager bei niedrigen Drehzahlen der ölmitnehmertrommel trocken läuft.

Das in den Fig. 5 bis 7 dargestellte weitere Ausführungsbeispiel nach der Erfindung weicht insofern von dem oben beschriebenen Beispiel ab, als das.ölaufnahmeelement 26 der Einfachheit halber weggelassen ist und angenommen wurde, daß sich die Welle 12 zusammen mit der ülmitnehmertrommel jeweils nur in einer Richtung dreht. Ferner ist zusätzlich ein ölabstreifer 46 zum Abstreifen von öl von der Außenumfangsfläche 22a der ölmitnehmertrommel und zum Ableiten dieses Öls in die Ölleitung der ö!übertragungsvorrichtung 35 vorgesehen.

Der ölabstreifer 46 weist einen Bügel oder Tragteil auf, mittels welchem er an der Seitenwand 40 der Ölleitung befestigt ist. Ferner weist er ein blattförmiges ölabstreiferelement 50 auf,, welches sich von dem Tragteil über die ölmitnehmertrommel und über die Außenumfangsfläche 22a derselben derart erstreckt, daß die ölabstreif-

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kante dieses ölabstreifelementes 50 von der Außenumfangsflache 22a einen nur kleinen Abstand hat_s welcher selbstverständlich so gewählt ist₉ daß von dieser'Außenumfangsfläche 22a wirksam-öl abgestreift wird, ohne daß die ölabstreifkante mit der ÖImitnehmertromme1 in Berührung kommt» Gewünschtenfalls kann die ölabstreifkante des ölabstreifelementes 50 oder das gesamte ölabstreifelement 50 oder auch der gesamte ölabstreifer 46 aus einem geeigneten Kunststoff bestehen. Das ölabstreifelement ist relativ zu der Ölleitung der ölübertragungsvorrichtung derart angeordnet _s daß das von ihm von der Außenumfangsfläche 22a der ölmitnehmertrommel während deren Drehung abgestreifte öl in die Ölleitung 31, 4o_s 41 geleitet tfirdo Vorzugsweise ist das ölabstreifelement 50 in Richtung der Drehung der ölmitnehmerpumpe unter einem bestimmten Winkel angeordnet_s d.h» es ist in der aus den Figo 6 und 7 ersichtlichen Weise unter einem bestimmten Winkel nach rechts gerichtet_s wobei angenommen ist₉ daß sich die ölmitnehmertrommel nach links_s d.h„ im Gegenuhraeigersinn dreht_s und der dadurch zwischen dem Abstreifelemant 50 und der Ebene₅ in welcher sich die ölmitnehmertrommel dreht und welche zu dem Endifandteil 36a der Ölleitung in der in Pig«, 7 dargestellten Weise parallel verläuft _s vorzugsweise nicht größer als 45° ist» Der Vorteil eines solchen ölabstreifers kommt insbesondere

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•jeweils während denjenigen Perioden zum Tragen, während welcher die olmitnehmertrommel sich nur verhältnismäßig langsam dreht, so daß die von der olmitnehmertrommel zum ülaufnahmeelement getragene und von letzterem "abgeschöpfte" bzw, abgestreifte ölmenge nicht ausreicht, die richtige Schmierung des Lagers sicherzustellen, während der beschriebene ölabstreifer dann die Zufuhr einer ausreichenden Mindestmenge an Schmieröl sicherstellt, welches von diesem ölabstreifer von der Außenumfangsfläche der olmitnehmertrommel ' abgestreift und in die Ölleitung geleitet wird.

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Claims

PatentansDrüche

ι 1_β)Selbstschmierende Lageranordnung mit einem Lagerkörper j in welchem mindestens ein ölkanal gebildet ist, ferner mit einer drehbaren ölmitnehmertrommel, vrelche eine Mantelwand aufweist und an einer Stirnseite im wesentlichen offen ist, und mit einer (^übertragungsvorrichtung., welche mindestens ein ölaufnahmeelement zum Aufnehmen von Öl aus der Ölmitnehmertror/imel und eine Ölleitung zur Weiterleitung des Öls von diesem ölaufnahmeelement zu dem genannten ölkanal aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das ölaufnahmeelement (25 bzw, 26) von seinem ölabgabeende (29 bzw, 30) zu" seinem ölaufnahmeende (27 bzw. 28) hin entgegen der Drehrichtung der ölmitnehmertrommel (20 bis 24) gekrümmt ausgebildet ist, • daß ferner das löffel-, schaufel-, rohr- oder schippenartige ülaufnahmeende im wesentlichen tangential nahe bei der Innenumfangsflache der ölmitnehmertrommel-Mantel- W wand (22) angeordnet ist, und daß das ölabgabeende im wesentlichen tangential zur Bodenwand (3'1) der genannten Ölleitung (31, 40, 4l) verläuft.

2ο Lageranordnung nach Anspruch 1, dadurch .gekennzeichnet, daß das ölaufnahmeelement (25 bzw» 26) unter

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eine::; konstanten Radius gekrümmt verläuft und von seinem ölabrjabeende (29 bzw. 30) bis su seinem ölaufnahmeende (27 bs%^T. 28) in, wesentlichen einen Viertelskreis bildet.

/?„ Lageranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenwand (31) der genannten •Ölleitung (31* ^O > ^l) einen Endteil aufweist, welcher sun 'Jlabgabeende (29 bsv;. 30) des ölaufnahmeelementes (25 bsw. 26) hin unter einem im wesentlichen konstanten Radius ^ekrunimt verläuft.

^l\. Lageranordnung nach einera der Ansprüche 1 bis 3j dadurch ^ekennaeichnet, daß der innerhalb der ölmitnehmertronmel (20 bis 2k) gelegene Teil der genannten Ölleitung (31, ^0, kl) sich quer von nahe der einen Seite der ülmitnehrüertrommel-Mantelwand (22) bis nahe au deren anderer Seite erstreckt,

5. Lageranordnung nach einen der Ansprüche 1 bis U₁ dadurch gekennzeichnet, daß das genannte ölaufnahmeelenent (25 bzw. 26) die Form eines im Querschnitt im wesentlichen umgekehrt U-förmigen, bogenförmig verlaufenden Kanäles hat.

6. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,

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dadurch gekennzeichnet, daß der ölmitnehmertrommel (20-bis 24) ein ölabstreifer (46) zugeordnet ist, welcher jeweils von der Außenumfangsflache der ölmitnehmertrommel-Mahtelwand (22) Öl in die genannte Ölleitung (31, 40, 41) abstreift 'und welcher ein ölabstreifelement (50) aufweist, welches sich über die ölmitnehmertrommel und deren Mantelwand erstreckt und mit einer ölabstreifkante versehen ist, die mit nur kleinem Abstand nahe bei der Außenumfangsfläehe der Ölmitnehmertrommel-Mantelwand angeordnet ist.

7. Lageranordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,, daß das genannte ölabstreifelement (50) in Drehrichtung der ölmitnehmertrommel (20 bis 24) unter einem bestimmten Winkel angeordnet ist.

8. Lageranordnung nach Anspruch 7> dadurch gekennzeichnet, daß das ölabstreifelement (50) mit der Rotationsebene der ölmitnehmertrommel (20 bis 24) einen spitzen Winkel einschließt, welcher nicht größer als 45° ist.

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